package com.dianjing.dianqun.utils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

/**
 * @date : 2017年11月28日
 * 
 * @author: baoyongtao
 * 
 * @see :
 * 
 */
public class IPSeeker {
	private Log log = LogFactory.getLog(IPSeeker.class);

	// :::::::::::: Class IPLocation ::::::::::::::::::::://
	public class IPLocation {
		// :::::::::::: Fields :::::::::::::://
		private String country; // 完全地址:省/市/区
		private String isp; // 使用的网络(运营商ISP)

		// :::::::::::: Province ::::::::::::://
		public String getCountry() {
			return country;
		}

		public void setCountry(String country) {
			this.country = country;
		}

		public String getIsp() {
			if ("CZ88.NET".equals(isp)) {
				isp = "";
			}
			return isp;
		}

		public void setIsp(String isp) {
			this.isp = isp;
		}

		// ::::::::: Class Constructor ::::::::::::://
		public IPLocation() {
			isp = "";
			country = "";
		}

		public IPLocation getCopy() {
			IPLocation ret = new IPLocation();
			ret.country = country;
			ret.isp = isp;
			return ret;
		}
	}

	public class IPEntry {
		public String beginIp;
		public String endIp;
		public String country;
		public String isp;

		public IPEntry() {
			beginIp = endIp = country = isp = "";
		}
		@Override
		public String toString() {
			return this.isp + " " + this.country + "IP范围:" + this.beginIp + "-" + this.endIp;
		}
	}

	// 一些固定常量，比如记录长度等
	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte isp_FOLLOWED = 0x01;
	private static final byte NO_isp = 0x2;
	// 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找
	private MappedByteBuffer mbb;
	// 随机文件访问类
	private RandomAccessFile ipFile;
	// 内存映射文件
	private HashMap<String, IPLocation> ipCache;
	// 起始地区的开始和结束的绝对偏移
	private int ipBegin, ipEnd;

	public IPSeeker() {
		try {
			InputStream stream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("ipseeker/QQWry.Dat");
			File ipFile = new File("QQWry.Dat");
			FileUtils.copyInputStreamToFile(stream, ipFile);
			this.ipFile = new RandomAccessFile(ipFile, "r");
			ipCache = new HashMap<String, IPLocation>();
			FileChannel fc = this.ipFile.getChannel();
			mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());
			mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
			ipBegin = readInt(0);
			ipEnd = readInt(4);
			if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
				throw new IOException("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用");
			}
			log.debug("使用IP地址库:" + ipFile.getAbsolutePath());
		} catch (Exception e) {
			log.error("IP数据文件加载失败");
		}
		
	}

	/**
	 * 给定一个ip 得到一个 ip地址信息
	 * 
	 * @param ip
	 * @return
	 */
	public String getAddress(String ip) {
		return getCountry(ip) + " " + getIsp(ip);
	}

	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public String getCountry(String ip) {
		IPLocation cache = getIpLocation(ip);
		return cache.getCountry();
	}

	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public String getIsp(String ip) {
		IPLocation cache = getIpLocation(ip);
		return cache.getIsp();
	}

	public IPLocation getIpLocation(String ip) {
		IPLocation ipLocation = null;
		try {
			if (ipCache.get(ip) != null) {
				return ipCache.get(ip);
			}
			ipLocation = getIPLocation(getIpByteArrayFromString(ip));
			if (ipLocation != null) {
				ipCache.put(ip, ipLocation);
			}
		} catch (Exception e) {
			log.error(e);
		}
		if (ipLocation == null) {
			ipLocation = new IPLocation();
			ipLocation.setCountry("未知国家");
			ipLocation.setIsp("未知地区");
		}
		return ipLocation;
	}

	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * 
	 * @param s
	 *            地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEngries(String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		byte[] b4 = new byte[4];
		int endOffset = ipEnd + 4;
		for (int offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
			// 读取结束IP偏移
			int temp = readInt3(offset);
			// 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息
			if (temp != -1) {
				IPLocation loc = getIPLocation(temp);
				// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
				if (loc.country.indexOf(s) != -1 || loc.isp.indexOf(s) != -1) {
					IPEntry entry = new IPEntry();
					entry.country = loc.country;
					entry.isp = loc.isp;
					// 得到起始IP
					readIP(offset - 4, b4);
					entry.beginIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 得到结束IP
					readIP(temp, b4);
					entry.endIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 添加该记录
					ret.add(entry);
				}
			}
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return IPLocation结构
	 */
	private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		int offset = locateIP(ip);
		if (offset != -1) {
			info = getIPLocation(offset);
		}
		return info;
	}

	// ---------以下为内部方法-------------//
	/**
	 * 读取4个字节
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private int readInt(int offset) {
		mbb.position(offset);
		return mbb.getInt();
	}

	private int readInt3(int offset) {
		mbb.position(offset);
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readString(int offset) {
		try {
			byte[] buf = new byte[100];
			mbb.position(offset);
			int i;
			for (i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = mbb.get()) {
			}
			if (i != 0) {
				return getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			log.error(e);
		}
		return "";
	}

	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(int offset, byte[] ip) {
		mbb.position(offset);
		mbb.get(ip);
		byte temp = ip[0];
		ip[0] = ip[3];
		ip[3] = temp;
		temp = ip[1];
		ip[1] = ip[2];
		ip[2] = temp;
	}

	/**
	 * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @param beginIp
	 *            和被查询IP相比较的IP
	 * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
	 */
	private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
			if (r != 0) {
				return r;
			}
		}
		return 0;
	}

	/**
	 * 把两个byte当作无符号数进行比较
	 * 
	 * @param b1
	 * @param b2
	 * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
	 */
	private int compareByte(byte b1, byte b2) {
		if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) { // 比较是否大于
			return 1;
		} else if ((b1 ^ b2) == 0) { // 判断是否相等
			return 0;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
	 */
	private int locateIP(byte[] ip) {
		int m = 0;
		int r;
		byte[] b4 = new byte[4];
		// 比较第一个ip项
		readIP(ipBegin, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r == 0) {
			return ipBegin;
		} else if (r < 0) {
			return -1;
		}
		// 开始二分搜索
		for (int i = ipBegin, j = ipEnd; i < j;) {
			m = getMiddleOffset(i, j);
			readIP(m, b4);
			r = compareIP(ip, b4);
			// log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
			if (r > 0) {
				i = m;
			} else if (r < 0) {
				if (m == j) {
					j -= IP_RECORD_LENGTH;
					m = j;
				} else {
					j = m;
				}
			} else {
				return readInt3(m + 4);
			}
		}
		// 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
		// 肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
		m = readInt3(m + 4);
		readIP(m, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r <= 0) {
			return m;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
	 * 
	 * @param begin
	 * @param end
	 * @return
	 */
	private int getMiddleOffset(int begin, int end) {
		int records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
		records >>= 1;
		if (records == 0) {
			records = 1;
		}
		return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private IPLocation getIPLocation(int offset) {
		IPLocation loc = new IPLocation();
		// 跳过4字节ip
		mbb.position(offset + 4);
		// 跳过4字节ip
		byte b = mbb.get();
		if (b == isp_FOLLOWED) {
			// 读取国家偏移
			int countryOffset = readInt3();
			// 跳转至偏移处
			mbb.position(countryOffset);
			// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
			b = mbb.get();
			if (b == NO_isp) {
				loc.country = readString(readInt3());
				mbb.position(countryOffset + 4);
			} else {
				loc.country = readString(countryOffset);
			}
			// 读取地区标志
			loc.isp = readisp(mbb.position());
		} else if (b == NO_isp) {
			loc.country = readString(readInt3());
			loc.isp = readisp(offset + 8);
		} else {
			loc.country = readString(mbb.position() - 1);
			loc.isp = readisp(mbb.position());
		}
		return loc;
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readisp(int offset) {
		mbb.position(offset);
		byte b = mbb.get();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			int ispOffset = readInt3();
			if (ispOffset == 0) {
				return "未知地区";
			} else {
				return readString(ispOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
	 * 
	 * @return
	 */
	private int readInt3() {
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 从ip的字符串形式得到字节数组形式：字符串序列化为二进制文件
	 * 
	 * @param ip
	 *            字符串形式的ip
	 * @return 字节数组形式的ip
	 */
	private static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) throws Exception {
		byte[] ret = new byte[4];
		java.util.StringTokenizer st = new java.util.StringTokenizer(ip, ".");
		try {
			ret[0] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[1] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[2] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[3] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
		} catch (Exception e) {
			throw e;
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * 根据某种编码方式将字节数组转换成字符串
	 * 
	 * @param b
	 *            字节数组
	 * @param offset
	 *            要转换的起始位置
	 * @param len
	 *            要转换的长度
	 * @param encoding
	 *            编码方式
	 * @return 如果encoding不支持，返回一个缺省编码的字符串
	 */
	private static String getString(byte[] b, int offset, int len, String encoding) {
		try {
			return new String(b, offset, len, encoding);
		} catch (UnsupportedEncodingException e) {
			return new String(b, offset, len);
		}
	}

	/**
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形式
	 * @return 字符串形式的ip
	 */
	private static String getIpStringFromBytes(byte[] ip) {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append(ip[0] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[1] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[2] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[3] & 0xFF);
		return sb.toString();
	}

}